选择高效齿轮油对于提高齿轮箱工作的可靠性、延长风力发电机组使用寿命及降低运行维护费用都具有重要作用。目前使用的全合成齿轮油可以细分为两种类型——PAO齿轮油和合成酯齿轮油。随着《中华人民共和国可再生能源法》的正式实施，中国的风力发电市场开始大规模发展。目前，我国的风电装机容量还不到全国电源的 0.5%，根据我国能源发展规划，风电在 2010 年和 2020年的发展目标分别为 500 万kW和 3000万kW。近年来，随着风电机组单机容量的不断增大，1.5MW 及以上的风力发电机组逐渐成为市场的主力机型，而随着风电机组运行时间的逐渐累积，由齿轮箱故障或损坏所引起的停机事件时有发生，由此带来的直接和间接损失也越来越大。可见，作为风力发电机组的关键部件——“齿轮箱”的工作可靠性将直接关系到整个机组运行的可靠性。

由于机舱尺寸的限制，大型风电机组的机械传动系统一般都沿机舱轴线布置，齿轮箱也从以前的多级正齿或斜齿齿轮箱改为结构更加紧凑的行星齿轮箱。随着大型风电机组采用的齿轮箱传递扭矩的增大，结构也变得更加紧凑和复杂。在运行过程中，齿轮箱的常见故障有齿轮损伤、轴承损坏、断轴及渗漏油等情况。 

影响齿轮损伤的因素很多，包括选材、设计计算、机械加工、热处理、安装调试、润滑和使用过程中的维护保养等，润滑因素也是其中之一。常见的齿轮损伤有点蚀、塑变、胶合以及断齿。破坏性点蚀常在齿轮啮合线部位出现，并且不断扩展，使齿面严重损伤和磨损加大，最终导致断齿失效。胶合是由于齿轮啮合过程中载荷不均匀，局部载荷过高使啮合齿面在啮合处的边界润滑膜遭到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上金属的现象。而造成胶合的原因很可能是由于润滑条件不良所引起的。 

轴承是齿轮箱中最为重要的零件，轴承在运转过程中，套圈与滚动体表面之间要经受交变负荷的反复作用，由于安装、润滑及维护等方面的原因，产生的点蚀、裂纹及表面剥落等缺陷，将使轴承失效，从而导致齿轮副和箱体产生损坏。因此，必须充分保证润滑条件，并按照规范进行安装调试，加强对轴承运转的监控。 

从齿轮箱常见故障的分析中可以知道，选择合适的润滑油除了考虑对齿轮的润滑外，还要考虑对轴承的影响。一般需要考虑的因素归纳起来有风力发电机安装的地点、周围工作环境条件、负载大小、润滑油换油周期、轴承润滑测试以及齿轮箱类型等。由于我国的风力发电机组大多安装在新疆、内蒙古及沿海地区，增速齿轮箱的工作环境常有高低温变化，且湿度较高，要承受较大的扭力负荷，因此设计要求齿轮箱使用的齿轮油具有良好的抗极压性、抗磨性、氧化稳定性、水解安定性、优良的粘温性、低温流动性以及较长的使用寿命。同时，风力发电机组在运行时会有振动，要求润滑油具有较高的抗微点蚀性能（见表1）。

目前，绝大多数风电场和风力发电机组总装厂都选用国际标准牌号为 320的全合成齿轮油。此全合成齿轮油又可以细分为两种类型——PAO齿轮油和合成酯齿轮油。如果对这两种类型的全合成齿轮油进行比较，从分子结构看，前者为非极性分子组成，而后者是由极性分子组成。所以，合成酯在金属表面的粘附性比PAO好。同时，酯分子在金属表面形成相对较厚的膜层，而足够的膜层厚度能够确保齿面充分润滑和减少磨损，而非极性的PAO不能形成这样的膜层。此外，比较PAO和合成酯的粘温特性，合成酯齿轮油的线性走势更加平稳，这说明合成酯的粘度受温度影响较小（见图 1 粘温特性）。从酸值的比较也可以知道合成酯齿轮油的使用寿命相对要更长。而且，合成酯齿轮油的另一大特点就是润滑油本身的可生物降解性。并且，通常齿轮箱的油泥和沉淀物问题也可以得到解决。合成酯是由脂肪酸和脂肪醇在催化剂作用下经酯化反应脱水制得。
通常来说，合成酯具有以下优异的性能：粘度指数高，闪点高，倾点低，低温流动性好，有更宽的工作温度范围，蒸发损失小，高温稳定性好，氧化稳定性好，残炭少，润滑性能优异，环保，生物降解性能好。目前，市场上提供的GEARMASTER ECO 320就属于这类产品。 

图1  粘温特性图

选择高效齿轮油对于提高齿轮箱工作的可靠性，延长风力发电机组的使用寿命及降低运行维护费用具有重要作用。